Блеск и нищета К.Э. Циолковского

Все исследователи того времени изучали этот вопрос, наоборот, при заметных углах i. При больших i формула И. Ньютона к заметной погрешности не приводила.

Таким образом, и этот аспект его работы ошибочен. Он не только не опроверг или не уточнил формулу И. Ньютона, но и попросту продемонстрировал свое непонимание существа дела.

Самое любопытное в этой работе состояло в том, что его эксперименты совершенно были неадекватны рассмотренной теоретической модели. Поэтому целесообразно продлить наше «свидание» с этой работой и рассмотреть методику его опытов.

Остановимся сначала на его экспериментальной установке (см. рис. 3).

На некоторой подставке была установлена горизонтальная ось. Перпендикулярно к ней крепились две проволоки, на концы которых можно было надевать прямоугольные пластинки из плотной бумаги. Ось и эти пластинки могли некоторое время вращаться посредством намотанной на ось нитки, разматываемой тяжестью груза. Сущность эксперимента сводилась к следующему. Прежде всего, приводились с помощью груза во вращения эти пластинки, а во время этого вращения Циолковский это устройство начинал двигать параллельно его оси. Вращение при этом пластинок замедлялось, а при некоторых грузах и вообще останавливалось ^[101] [с. 25-26]. Вот эти два эффекта он и изучал в этой своей работе, и подгонял подбором К результаты опытов к его формулам. Однако методика экспериментов не имела ничего общего с его теоретической моделью. В самом деле, в этих своих опытах он изучал фактически эффект вертушки, скорость вращения которой зависит от того, как расположена пластинка (пластинки). Если длинной стороной перпендикулярно оси вращения, то скорость вращения будет меньше, чем в случае, когда пластинка будет расположена этой стороной параллельно этой оси.

Произведем некоторые простые расчеты. Как известно, линейная скорость движения точки пластинки при ее вращении равна V = ωR, где ω – угловая скорость вращения, a R – кратчайшее расстояние от оси вращения до рассматриваемой точки.

Тогда среднеарифметическая скорость по длине пластинки составит:

где: а – длинная сторона пластинки, расположенной перпендикулярно ею к оси вращения.

Аналогично, для той же пластинки, но расположенной короткой стороной перпендикулярно к оси вращения, получим:

Поскольку сопротивление пропорционально квадрату скорости, то:

Другими словами, в случае вертушки распределение сил сопротивления по пластинке совершенно иное, чем в случае, когда она неподвижна. Вот именно эту закономерность вертушки, «испорченную» к тому же параллельным переносом экспериментальной установки, и изучал К.Э. Циолковский опытным путем, а теория, между тем, состояла в «двухмерном» обтекании не вращающейся плоской пластинки.

Эта работа К.Э. Циолковского совершенно беспомощна: в ней не было ни одного верного суждения.

В работе ^[115] был еще один раздел, который был впервые опубликован только в 1912 году в журнале «Техника воздухоплавания» под названием «Устройство летательного аппарата насекомых и птиц и способы их полета», однако в ней ничего существенного не было, поскольку была она посвящена описанию наблюдений о полете птиц, приведенных в работе ^[57] и др.

Эту свою работу ^[101] он показал профессору А.Г. Столетову, который, в свою очередь, попросил посмотреть ее профессора Н.Е. Жуковского.

И тут произошел исторический казус: по непонятной причине Н.Е. Жуковский дал на нее хоть и сдержанный, но вполне положительный отзыв. Он, в частности, писал: «Сочинение г. Циолковского производит приятное впечатление, так как автор, пользуясь малыми средствами анализа и дешевыми экспериментами, пришел по большей части к верным результатам… Оригинальная метода исследования, рассуждения и остроумные опыты автора не лишены интереса и, во всяком случае, характеризуют его как талантливого исследователя… Рассуждения автора применительно к летанию птиц и насекомых верны и вполне совпадают с современными воззрениями на этот предмет» ^[157] [с. 7-8].

Как уже отмечалось, он же и сообщил автору, что нового в этой работе ничего нет, кроме рассмотренного нами выше влияния удлинения. Н.Е. Жуковскому понравилась также и экспериментальная установка, с помощью которой К.Э. Циолковский проводил свои опыты. По инициативе ученого она демонстрировалась на механической выставке в Москве в январе 1894 года. Затем этот прибор был подарен, организованному Н.Е. Жуковским студенческому кружку при МВТУ и находится и сейчас в его музее. Н.Е. Жуковский предложил К.Э. Циолковскому опубликовать отрывок его работы в «Трудах общества любителей естествознания». К.Э. Циолковский выбрал вопрос по сопротивлению пластинок. Так появился первый его печатный труд ^[101].